Marie-Andrée Akimenko

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Marie-Andrée Akimenko
Professeure titulaire

Bureau : (613) 562-5800 poste 7399

Courriel professionnel : makimen@uOttawa.ca

Marie-Andrée Akimenko

Biographie

Le programme de recherche dans mon laboratoire est centré sur la caractérisation des mécanismes moléculaires sous-jacents au développement et à la régénération des nageoires. Contrairement aux mammifères, les poissons téléostéens et certains amphibiens urodèles ont la capacité de régénérer leurs membres. La régénération dépend de la formation d’un blastème, un groupe de cellules non différenciées et prolifératives qui progressivement se redifférencieront à mesure de la croissance du régénérat. Un ensemble de mécanismes de communication se met en place entre les cellules qui vont constituer le régénérat de la nageoire. La régénération des nageoires des téléostéens est rapide, la structure de la nageoire est relativement simple au niveau cellulaire, et chacun des rayons se comporte presque comme des unités de régénération indépendantes, facilitant ainsi les contrôles expérimentaux internes. Ces caractéristiques font de la nageoire un modèle intéressant pour déterminer comment les molécules de signalisation contrôlent la formation du patron et la croissance du tissu, et comment les multiples voies de signalisation sont coordonnées. Nous avons centré nos études sur l’analyse fonctionnelle des voies de signalisation des hedgehog et des facteurs morphogénétiques des os (« bone morphogenetic factors » Bmp) au cours de la régénération. Nous avons montré que la voie de signalisation Hedgehog est impliquée à la fois dans la croissance du régénérat et la formation et l’établissement du patron des os de type dermiques composant les rayons osseux. Nous avons aussi montré que la voie de signalisation des Bmps est nécessaire pour la croissance du régénérat et pour la différenciation des ostéoblastes. Les études en cours sont centrées sur le contrôle de la formation du patron des rayons osseux des nageoires au cours de la régénération. En parallèle à ces études, nous avons effectué un criblage pour identifier les gènes exprimés de façon différentielle au cours de la régénération des nageoires. Ce criblage identifia 322 gènes distincts. L’information rassemblée dans cette étude constitue des ressources pour d’autres analyses des mécanismes moléculaires du développement et de la régénération des nageoires. Par exemple, ce criblage nous a conduits à la caractérisation d’une nouvelle famille de gènes codant pour une des protéines structurales des actinotriches, fibres rigides spécifiques aux nageoires de poissons. Cette famille de gènes que nous avons appelée actinodines (and) n’est présente que dans le génome des poissons et n’existe plus dans les génomes de divers tétrapodes au cours de l’évolution. L’analyse fonctionnelle de ces gènes suggère que la perte des actinotriches au cours de l’évolution a pu causer la perte des rayons osseux chez un poisson ancestral, une étape importante dans la transformation de la nageoire en membre. De plus, les changements observés dans le profil d’expression de gènes impliqués dans la formation des membres ou des nageoires chez les embryons ayant perdu les actinotriches, pourrait possiblement expliquer pourquoi les premiers tétrapodes connus jusqu’à présent possédaient des doigts surnuméraires. Nous poursuivons l’étude de la fonction et de l’évolution de cette famille de gènes et de la régulation de son expression.

Publications sélectionnées :
  • Zhang, J., Wagh, P., Guay, D., Sanchez-Pulido, L., Korzh, V., Andrade, M., Akimenko, M.-A. Loss of actinotrichia and the fin-to-limb transition. Nature 466, 234-237, 2010
  • Smith, A., Zhang, J., Guay, D., Quint, E., Johnson, A., Akimenko, M.-A. Gene expression analysis on sections of zebrafish regenerating fins reveal limitations in the whole-mount im situ hybridization method. Developmental Dynamics 237, 417-425, 2008
  • Rolland-Lagan, A.-G., Paquette, M., Tweedle, V. and Akimenko, M.-A. Morphogen-based simulation model of ray growth and joint patterning during fin development and regeneration. Development (2012) 139, 1188-1197, 2012
  • Zhang, J., Jeradi, S., Strähle, U. and Akimenko, M.-A. Laser ablation of the sonic hedgehog-expressing cells during fin regeneration affects ray branching morphogenesis. Developmental Biology (2012) 365, 424-433, 2012
  • McMillan, S.C., Xu, T., Zhang, J., Teh, C., Korzh, V., Trudeau, V.L. & Akimenko, M.-A. Regeneration of breeding tubercles on the pectoral fins of zebrafish requires androgens and two waves of re-vascularization. Development (2013) 140, 4323-4334, 2013

Champs d'intérêt

  • Biologie cellulaire et moléculaire
  • Développement
  • Régénération
  • Évolution
  • Poisson zèbre
  • Nageoire
  • Os de type dermiques
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